KR20200089698A - Magnesium or aluminum metal member with black oxide film and method for manufacturing same - Google Patents

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KR20200089698A
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노리아키 사사키
슈헤이 미우라
효진 김
성형 이
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토아덴카 코., 엘티디.
지오 네이션 코., 엘티디.
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Abstract

복잡한 형상의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에, 도장한 흑색의 도장막이 아니라, 양호한 경도를 갖고, 내부식성이 우수한, 양극 산화에 의한, 흑색 산화 피막을 구비한 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법을 제공한다. 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 마그네슘 또는 알루미늄 금속으로 이루어지는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로서, 해당 양극 산화 피막에는, 각각 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되고, 당해 양극 산화 피막은, R.G.B가 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118인 흑색을 갖는다.A magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide coating by anodization, having good hardness and excellent corrosion resistance, rather than a black coating film coated on a magnesium or aluminum metal substrate having a complicated shape, and a method for manufacturing the same to provide. The magnesium or aluminum metal member having a black oxide film is a magnesium or aluminum metal member on which an anodized film is formed on a magnesium or aluminum metal base made of magnesium or aluminum metal, and the anodized film includes magnesium hydroxide and magnesium oxide, respectively. In addition to aluminum hydroxide and aluminum oxide, vanadium and/or iron are included, and the anodized film has a black color with RGB of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118.

Description

흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법Magnesium or aluminum metal member with black oxide film and method for manufacturing same

본 발명은, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재 또는 알루미늄 금속 부재(이하, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재라고 칭함)에 관한 것이며, 특히 도장하지 않고 흑색의 색채를 갖는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnesium metal member or an aluminum metal member (hereinafter referred to as a magnesium or aluminum metal member) having a black oxide film, and a magnesium or aluminum metal member having a black color without coating in particular and a method for manufacturing the same It is about.

여기서, 마그네슘 또는 알루미늄 금속이란, 마그네슘 금속이나 마그네슘 합금, 알루미늄 금속 및 알루미늄 합금을 포함하는 개념이다.Here, the magnesium or aluminum metal is a concept including a magnesium metal or a magnesium alloy, an aluminum metal, and an aluminum alloy.

마그네슘이나 알루미늄, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금은, 경량이며 가공성 등이 양호하기 때문에, 통신 기기, 각종 부품에 널리 이용되고 있다.Magnesium, aluminum, magnesium alloys, and aluminum alloys are widely used in communication equipment and various parts because of their light weight and good workability.

한편, 마그네슘이나 알루미늄은 활성 금속인 점에서, 부식되며, 그대로로는 사용할 수 없기 때문에, 일반적으로는 도장하여 사용되고 있다. 그러나, 도장 밀착성이 양호하지 않기 때문에, 도장 하지 처리로서 화성 처리가 행해지고 있다.On the other hand, since magnesium or aluminum is an active metal, it is corroded and cannot be used as it is. However, since coating adhesion is not good, chemical conversion treatment is performed as a coating undercoat treatment.

특히, 마그네슘이나 알루미늄을 광학 용도에 사용하기 위해서는, 광을 반사하지 않도록, 흑색으로 할 것이 소망되고, 이 때문에, 통상은 마그네슘이나 알루미늄 부재에 흑색의 도장을 실시하고 있다.Particularly, in order to use magnesium or aluminum for optical use, it is desired to make it black so as not to reflect light, and for this reason, usually black coating is applied to magnesium or aluminum members.

이러한 흑색의 도장 공정을 마련하기 때문에, 제조 공정이 많아져, 고비용으로 이어졌다.Since such a black coating process is provided, the manufacturing process increases, leading to high cost.

또한, 흑색의 도장막은 내부식성 등에 문제가 있고, 또한 밀착성에도 문제가 있다.In addition, the black coating film has a problem in corrosion resistance and the like, and also has a problem in adhesion.

종래의 마그네슘이나 알루미늄의 양극 산화 피막은, 어느 막 두께까지 성장하면 피막 저항이 높아지기 때문에, 두께 방향으로 그 이상 성장할 수 없고, 후막화하려고 전압을 높이면 피막 저항이 높기 때문에, 피막에 크랙이 발생해버리고, 또한 복잡 형상(저전류부)에서는 막이 다른 부분보다 얇고, 불균일한 피막이 되어버린다.Conventional magnesium or aluminum anodized films cannot grow any further in the thickness direction when they grow to a certain film thickness, and cannot grow any further in the thickness direction. In addition, in a complicated shape (low current portion), the film is thinner than other parts and becomes a non-uniform film.

예를 들어, 마그네슘의 양극 산화 방법으로서는, 예를 들어, 일본 특허 공표 제2002-515092호 공보(특허문헌 1)에, 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 양극으로서 전해질 중에 침지시키고, 그 전해질 중에 음극을 제공하여, 그 전해질 중에 전류를 통과시키는 것을 포함하거나 또는 이루어지는 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 양극 산화법으로서, 그 전해질이, 7을 상회하는 pH를 갖고, 수 중에 (1) 암모니아 혹은 아민 또는 이들 2종의 혼합물, 및 (2) 인산 또는 수용성 인산염을 포함하거나 또는 이루어지는, 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 양극 산화 방법이 개시되어 있다.For example, as a method for anodizing magnesium, for example, in Japanese Patent Publication No. 2002-515092 (Patent Document 1), magnesium or a magnesium alloy is immersed in an electrolyte as an anode, and a cathode is provided in the electrolyte. , Anodic oxidation method of magnesium or magnesium alloy comprising or consisting of passing an electric current in the electrolyte, the electrolyte having a pH above 7, and (1) ammonia or amine in water or a mixture of these two, and (2) A method of anodizing magnesium or magnesium alloys comprising or consisting of phosphoric acid or water-soluble phosphate is disclosed.

또한, 일본 특허 공표 평11-502567호 공보(특허문헌 2)에는, 마그네슘을 베이스로 하는 재료의 양극 산화 처리를 위한 방법에 있어서, 암모니아를 포함하는 전해액을 준비하는 것, 상기 용액 중에 음극을 준비하는 것, 상기 용액 중에 양극으로서 마그네슘을 베이스로 한 재료를 준비하는 것, 그리고, 상기 재료 상에 피막을 형성하기 위해 상기 용액을 통하여 음극과 양극 간에 전류를 흘리는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네슘을 베이스로 하는 재료의 양극 산화 처리 방법이며, 상기 암모니아가 상기 용액 내에 1% 내지 33%w/v 공급되고, 상기 용액이 0.01 내지 0.2몰의 범위 내에서 준비되는 인산염 화합물을 포함하고 있는, 마그네슘의 양극 산화 처리 방법이 기재되어 있다.In addition, Japanese Patent Publication No. Hei 11-502567 (Patent Document 2), in a method for anodizing a magnesium-based material, prepares an electrolyte solution containing ammonia and prepares a cathode in the solution. Magnesium as the base, characterized in that it consists of preparing a material based on magnesium as an anode in the solution, and passing a current between the cathode and the anode through the solution to form a coating on the material It is a method of anodizing the material to be used, the ammonia is supplied in the solution of 1% to 33%w/v, and the solution contains a phosphate compound prepared in the range of 0.01 to 0.2 mol, the anode of magnesium An oxidation treatment method is described.

추가로 일본 특허 공표 제2004-538375호 공보(특허문헌 3)에는, 마그네슘 재료의 양극 산화 방법으로서, 상기 마그네슘 재료를, 7보다 큰 pH를 갖는 수성 전해질 용액 중에 인산염의 존재 하에서 침지하면서 양극 산화하는 공정을 포함하고, 상기 전해질 용액이 금속 이온 봉쇄제를 더 포함하는 방법이 개시되어 있다.In addition, in Japanese Patent Publication No. 2004-538375 (Patent Document 3), as an anodizing method of a magnesium material, the magnesium material is anodized while being immersed in an aqueous electrolyte solution having a pH greater than 7 in the presence of phosphate. Disclosed is a method comprising a process, wherein the electrolyte solution further comprises a metal ion blocker.

그러나, 상기 종래의 마그네슘이나 알루미늄 금속 상에 형성되는 양극 산화 피막은, 금속색을 갖고 있으며, 광의 반사를 억제하기 위해 흑색으로 하기 위해서는, 양극 산화 피막을 형성한 후에, 흑색의 염색, 예를 들어 도장을 실시할 필요가 있고, 따라서 공정이 복잡해지며, 또한 얻어진 흑색 도장막과 양극 산화 피막의 밀착성 등이 문제가 되었다.However, the conventional anodized film formed on magnesium or aluminum metal has a metallic color, and in order to make it black to suppress reflection of light, after forming the anodized film, dyeing black, for example It is necessary to apply the coating, and thus the process becomes complicated, and the adhesion between the obtained black coating film and the anodized film becomes a problem.

일본 특허 공표 제2002-515092호 공보Japanese Patent Publication No. 2002-515092 일본 특허 공표 평11-502567호 공보Japanese Patent Publication No. Hei 11-502567 일본 특허 공표 제2004-538375호 공보Japanese Patent Publication No. 2004-538375

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 복잡한 형상의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재에 있어서도, 균일한 흑색 양극 산화 피막이 마련되어, 양호한 경도를 갖고, 내부식성도 우수한, 흑색 산화 피막을 구비한 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and even in a complex-shaped magnesium or aluminum metal substrate, a uniform black anodized film is provided, has good hardness, and is excellent in corrosion resistance. An aluminum metal member and a method for manufacturing the same are provided.

본 발명은, 상기 과제를 달성하기 위해서 예의 연구를 행한 결과, 마그네슘 합금 부재 또는 알루미늄 합금 부재의 양극 산화 피막에 특정한 성분이 포함됨으로써, 후막이며 흑색인 양극 산화 피막이 형성되는 것을 발견한 것이다.The present invention has been found that, as a result of earnest research to achieve the above-mentioned problems, a specific component is included in the anodized film of the magnesium alloy member or the aluminum alloy member, thereby forming a thick, black anodized film.

본 발명의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 마그네슘 또는 알루미늄 금속으로 이루어지는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로서, 해당 양극 산화 피막에는, 각각 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되고, 당해 양극 산화 피막은, R.G.B가 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118인 흑색을 갖는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재이다.The magnesium or aluminum metal member of the present invention is a magnesium or aluminum metal member in which an anodized film is formed on a magnesium or aluminum metal base made of magnesium or aluminum metal, and the anodized film includes magnesium hydroxide and magnesium oxide or aluminum hydroxide, respectively. In addition to aluminum oxide, vanadium and/or iron is included, and the anodized film has a black oxide film, characterized in that it has a black color of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118. It is a magnesium or aluminum metal member provided.

적합하게는, 상기 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재에 있어서, 상기 양극 산화 피막에는, 추가로 인이 포함되는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재이다.Suitably, the magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film is a magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide film, characterized in that the anodized film further contains phosphorus.

더욱 적합하게는, 상기 어느 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재에 있어서, 당해 양극 산화 피막의 막 두께는 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재이다.More preferably, in the magnesium or aluminum metal member provided with any of the black oxide films, the film thickness of the anodized film is 1 to 100 μm, characterized in that the magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide film to be.

더욱 적합하게는, 상기 어느 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재에 있어서, 양극 산화 피막의 바나듐 및/또는 철의 합계량(질량%)은 1 내지 70%인 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재이다.More preferably, in the magnesium or aluminum metal member provided with any of the above black oxide films, the black oxide film is characterized in that the total amount (mass %) of vanadium and/or iron in the anodized film is 1 to 70%. It is a magnesium or aluminum metal member.

본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법은,Method for producing a magnesium or aluminum metal member having a black oxide film of the present invention,

마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재를 양극으로 하고, 철 및/또는 바나듐을 포함하는 20 내지 70℃의 알칼리 용액 또는 중성 용액을 사용하여, 5A/dm2 내지 60A/dm2의 전류 밀도로 전해하여, 해당 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 각각 막 두께가 1 내지 100㎛인, 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되는 양극 산화 피막을 형성하는 양극 산화 공정,Magnesium or aluminum metal substrate as an anode, and electrolytic at a current density of 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 using an alkali or neutral solution of 20 to 70° C. containing iron and/or vanadium, and the corresponding magnesium Alternatively, an anodizing step of forming an anodized film containing vanadium and/or iron, in addition to magnesium hydroxide and magnesium oxide or aluminum hydroxide and aluminum oxide, each having a film thickness of 1 to 100 μm on an aluminum metal substrate,

해당 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재를, 5℃ 이상 60℃ 미만의 온도의 물로 세정하는 수세 공정A water washing step of washing the magnesium or aluminum metal member on which the anodized film is formed with water having a temperature of 5°C or higher and less than 60°C.

을 구비하는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법이다.It is a manufacturing method of a magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide film, characterized by comprising a.

적합하게는, 상기 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법에 있어서, 알칼리 용액 또는 중성 용액은, 추가로 인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법이다.Suitably, in the method for producing a magnesium or aluminum metal member having the black oxide film, the alkali solution or the neutral solution further comprises phosphorus, magnesium or aluminum metal having a black oxide film. It is a method of manufacturing a member.

여기서, 마그네슘 금속 기재란, 마그네슘 금속이나 마그네슘 합금으로 이루어지는 기재로서, 양극 산화 피막이 형성되기 전 상태의 부재·부품을 의미하고, 마그네슘 금속 부재란, 마그네슘 금속 기재에 양극 산화 피막이 형성되어 있는 부재·부품을 의미하는 것이다. 또한 알루미늄 금속 기재란, 알루미늄 금속이나 알루미늄 합금으로 이루어지는 기재로서, 양극 산화 피막이 형성되기 전 상태의 부재·부품을 의미하고, 알루미늄 금속 부재란, 알루미늄 금속 기재에 양극 산화 피막이 형성되어 있는 부재·부품을 의미하는 것이다.Here, the magnesium metal substrate is a substrate made of a magnesium metal or a magnesium alloy, and means a member/part in a state before an anodized film is formed, and a magnesium metal member is a member/part in which an anodized film is formed on a magnesium metal substrate. It means. Further, the aluminum metal substrate is a substrate made of an aluminum metal or an aluminum alloy, and means a member/part in a state before an anodized film is formed, and an aluminum metal member means a member/part in which an anodized film is formed on an aluminum metal substrate. Is to do.

본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 복잡한 형상의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에, 흑색의 양극 산화 피막을 균일하게 형성할 수 있기 때문에, 특별한 도장을 행하지 않고, 흑색을 나타낸 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 종래과 같이, 흑색으로 하기 위해 도장한 도막을 추가로 형성할 필요가 없기 때문에, 흑색 도막의 밀착성의 문제는 없어진다.Since the magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film of the present invention can uniformly form a black anodized film on a magnesium or aluminum metal substrate having a complicated shape, it does not apply special coating and exhibits black color. It becomes possible to use a magnesium or aluminum metal member. Therefore, since it is not necessary to further form a coated film to make it black as in the prior art, the problem of adhesion of the black coated film is eliminated.

또한, 본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 양극 산화 피막을 형성하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재의 표면을 미리 청정하게 하거나 할 필요없이, 다소의 불순물이 부착·존재하고 있어도, 그대로 흑색의 양극 산화 피막을 마련하는 것이 가능하다.Further, the magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film of the present invention does not need to clean the surface of the magnesium or aluminum metal substrate forming the anodized film in advance, even if some impurities are attached and present. It is possible to provide a black anodized film as it is.

이와 같이, 복잡한 형상의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재에 균일한 흑색 산화 피막이 형성되어 있기 때문에, 광의 반사가 억제되어, 광학 용도에 유효하게 사용하는 것이 가능해진다.In this way, since a uniform black oxide film is formed on the magnesium or aluminum metal substrate having a complicated shape, reflection of light is suppressed, and it is possible to effectively use it for optical applications.

또한, 본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법은, 복잡한 형상의 것이어도, 흑색의 균일한 산화 피막을 형성할 수 있다. 따라서, 종래와 같이, 흑색의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재(부품)로 하기 위해서, 양극 산화 피막을 마련한 후에, 재차 흑색으로 하기 위한 도장 공정을 마련할 필요가 없어, 간편하게 상기 본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재를 제조할 수 있다.Further, the method of manufacturing a magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film of the present invention can form a black uniform oxide film even if it is a complicated shape. Therefore, it is not necessary to provide a coating process for black again after preparing the anodized film in order to form a black magnesium or aluminum metal member (part) as in the prior art, and the black oxide film of the present invention can be easily obtained. The provided magnesium or aluminum metal member can be manufactured.

추가로, 양극 산화 피막을 형성하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재의 표면을 청정하게 하거나 할 필요없이, 그대로 사용하여, 후막의 흑색 산화 피막을 형성하는 것이 가능해진다.In addition, it is possible to form the black oxide film of the thick film by using it as it is without needing to clean the surface of the magnesium or aluminum metal substrate forming the anodized film.

도 1은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재를 제조함에 있어서, 전류 밀도를 변화시켜 얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 사진도이다.
도 2는, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재를 제조함에 있어서, 양극 산화액의 온도를 변화시켜 얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 사진도이다.
도 3은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재를 제조함에 있어서, 양극 산화의 시간을 변화시켜 얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 사진도이다.
도 4는, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면((1) 내지 (3)) 및 마그네슘 금속 기재 표면((4) 내지 (6))의 전자 현미경 사진도이다.
도 5는, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재를 부식 시험에 부과하였을 때의 시간 변화에 의존하여 얻어진 마그네슘 금속 부재의 사진도이다.
도 6은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 알루미늄 금속 부재를 제조함에 있어서, 전류 밀도를 변화시켜 얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 사진도이다.
도 7은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 알루미늄 금속 부재를 제조함에 있어서, 양극 산화액의 온도를 변화시켜 얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 사진도이다.
도 8은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 알루미늄 금속 부재를 제조함에 있어서, 양극 산화의 시간을 변화시켜 얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 사진도이다.
도 9는, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막 표면((1) 내지 (3)) 및 알루미늄 금속 기재 표면((4) 내지 (6))의 전자 현미경 사진도이다.
도 10은, 본 발명의 일례의 흑색 산화 피막을 구비하는 알루미늄 금속 부재를 부식 시험에 부과하였을 때의 시간 변화에 의존하여 얻어진 알루미늄 금속 부재의 사진도이다.
1 is a photograph of each magnesium metal member obtained by changing the current density in manufacturing a magnesium metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
Fig. 2 is a photograph of each magnesium metal member obtained by changing the temperature of the anodizing solution in manufacturing a magnesium metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
3 is a photograph of each magnesium metal member obtained by changing the time of anodization in manufacturing a magnesium metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
4 is an electron micrograph of the anodized surface ((1) to (3)) and the magnesium metal base surface ((4) to (6)) of the magnesium metal member having a black oxide film as an example of the present invention. It is.
5 is a photographic view of a magnesium metal member obtained depending on a change in time when a magnesium metal member having a black oxide film as an example of the present invention is subjected to a corrosion test.
6 is a photograph of each aluminum metal member obtained by changing the current density in manufacturing an aluminum metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
7 is a photograph of each aluminum metal member obtained by changing the temperature of the anodic oxidation solution in manufacturing an aluminum metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
8 is a photograph of each aluminum metal member obtained by changing the time of anodization in manufacturing an aluminum metal member having a black oxide film as an example of the present invention.
Fig. 9 is an electron micrograph of the anodized surface ((1) to (3)) and the aluminum metal base surface ((4) to (6)) of the aluminum metal member provided with an exemplary black oxide film of the present invention. It is.
Fig. 10 is a photographic view of an aluminum metal member obtained depending on a change in time when an aluminum metal member having a black oxide film as an example of the present invention is subjected to a corrosion test.

본 발명을 다음의 형태예에 의해 설명하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Although this invention is demonstrated by the following form example, it is not limited to these.

본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 마그네슘 또는 알루미늄 금속으로 이루어지는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로서, 해당 양극 산화 피막에는, 각각 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되고, 당해 양극 산화 피막은, R.G.B가 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118인 흑색을 갖는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재이다.The magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film of the present invention is a magnesium or aluminum metal member having an anodized film formed on a magnesium or aluminum metal substrate made of magnesium or aluminum metal, the anodized film comprising magnesium hydroxide and In addition to magnesium oxide or aluminum hydroxide and aluminum oxide, vanadium and/or iron are included, and the anodized film has a black color with RGB of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118. It is a magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide film.

본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 금속 부재에 사용할 수 있는 마그네슘 금속 기재로서는, 순 마그네슘으로 이루어지는 마그네슘 금속 기재뿐만 아니라, Mg·Zn·Al계 합금, Mg·Li계 합금 등의 공지된 마그네슘 합금을 포함하는, 임의의 마그네슘계 금속 기재도 적용할 수 있고, 또한 알루미늄 금속 부재에 사용할 수 있는 알루미늄 금속 기재로서는, 순 알루미늄으로 이루어지는 알루미늄 금속 기재뿐만 아니라, Al·Mg·Mn계 합금, Al·Cu계 합금 등의 공지된 알루미늄 합금을 포함하는, 임의의 알루미늄계 금속 기재도 적용할 수 있다.As a magnesium metal base material which can be used for the magnesium metal member provided with the black oxide film of the present invention, not only a magnesium metal base material made of pure magnesium, but also known magnesium alloys such as Mg, Zn, Al-based alloys, and Mg-Li-based alloys Any magnesium-based metal substrate, including, can also be applied, and the aluminum metal substrate that can be used for the aluminum metal member is not only an aluminum metal substrate made of pure aluminum, but also an Al·Mg·Mn-based alloy, Al·Cu Any aluminum-based metal substrate, including known aluminum alloys such as system alloys, can also be applied.

본 발명의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에, 양극 산화에 의해 형성되는 흑색의 양극 산화 피막이 형성되어 이루어지는 것이다.The magnesium or aluminum metal member of the present invention is formed by forming a black anodized film formed by anodizing on a magnesium or aluminum metal substrate.

해당 양극 산화 피막은 막 두께가 바람직하게는 1 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 50㎛이며, 얇은 흑색의 피막이나 두툼한 흑색의 피막이 형성되는 것이다. 이러한 막 두께의 범위 내임으로써, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 상에, 도장한 흑색의 도장막이 아니라, 보다 양호한 경도를 갖고, 보다 내부식성이 우수한, 흑색의 양극 산화 피막을 구비할 수 있다.The anodized film has a film thickness of preferably 1 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm, and a thin black film or a thick black film is formed. By being within the range of such a film thickness, a black anodized film having better hardness and more corrosion resistance can be provided on the magnesium or aluminum metal member, not on the black coated film.

막 두께가 1㎛ 미만이면, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막이 얇기 때문에, 경도 그리고 내식성이 불충분해지고, 반대로 100㎛를 초과하면 처리 시간이 장시간이 되기 때문에 생산성이 저하되어버리는 경우도 있어, 바람직하지 않은 경우가 발생할 지도 모른다.When the film thickness is less than 1 µm, the anodized film of the magnesium or aluminum metal member is thin, resulting in insufficient hardness and corrosion resistance. On the other hand, when the thickness exceeds 100 µm, the processing time may be long, so productivity may be lowered. It may happen.

여기서, 본 발명에 있어서, 당해 막 두께는 FIB(집속 이온빔: Focused Ion Beam 제품 번호 FB-2100; 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)를 사용하여, 흑색 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로부터 분석 시료를 제작하고, TEM(투과형 전자 현미경: Transmission Electron Microscope 제품 번호 JEM-2010FEF: 니혼 덴시 가부시키가이샤제)을 사용하여, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 표면 및 단면의 관찰을 행하고, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 표면에 형성된 양극 산화 피막 상단과 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재의 경계 간의 거리를 측정한 평균값을 나타낸다.Here, in the present invention, the film thickness using a FIB (focused ion beam: Focused Ion Beam product number FB-2100; manufactured by Hitachi High Technologies), the analysis sample from a magnesium or aluminum metal member formed with a black oxide film Produced, and observed by using a TEM (Transmission Electron Microscope: Transmission Electron Microscope, product number JEM-2010FEF: manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.), to observe the surface and cross section of the magnesium or aluminum metal member, and to It represents the average value of the distance between the top of the formed anodized film and the boundary of the magnesium or aluminum metal substrate.

본 발명의 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 상기한 바와 같이, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 상의 양극 산화 피막을, 두툼한 막 두께로 할 수 있다. 종래에는, 어느 막 두께까지 양극 산화 피막이 형성되면 피막 저항이 높아지기 때문에, 두께 방향으로 그 이상 형성되지 않고, 후막화하려고 전압을 높이면 피막 저항이 높기 때문에, 피막에 크랙이 발생하였지만, 본 발명의 흑색 양극 산화 피막은, 크랙 등이 발생하지 않고, 1 내지 100㎛의 두께의 막 두께를 가질 수 있다.The magnesium or aluminum metal member provided with the black oxide film of the present invention can have a thick film thickness of the anodized film on the magnesium or aluminum metal member as described above. Conventionally, when the anodized film is formed up to a certain thickness, the film resistance increases, so that it is no longer formed in the thickness direction, and when the voltage is increased to increase the thickness, the film resistance is high. The anodized film does not generate cracks and may have a film thickness of 1 to 100 μm.

또한 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 형상이 복잡한 형상이어도, 크랙 등이 발생하지 않고, 균일한 막 두께를 갖는다.Further, even if the shape of the magnesium or aluminum metal member is complicated, cracks or the like do not occur and have a uniform film thickness.

본 발명의 양극 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 형성된 양극 산화 피막에는, 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함된다.The anodized film formed on the magnesium or aluminum metal substrate having the anodized film of the present invention includes vanadium and/or iron in addition to magnesium hydroxide and magnesium oxide or aluminum hydroxide and aluminum oxide.

이러한 바나듐 및/또는 철이 양극 산화 피막에 포함됨으로써, 흑색의 양극 산화 피막을 구비하는 것이 가능해지고, 종래과 같이, 양극 산화 피막을 마련한 후의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재에, 추가로 흑색의 도막을 마련할 필요는 없다.When such vanadium and/or iron is included in the anodized film, it becomes possible to provide a black anodized film, and as conventionally, it is necessary to additionally provide a black coating film to the magnesium or aluminum metal member after the anodized film is provided. There is no.

마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막의 흑색의 정도는, 양극 산화 피막의 표면 R, G, B가, 예를 들어 색차계(형식 번호 NF 555, 닛본 덴쇼꾸 고교 가부시끼가이샤제)를 사용하여 측정하여, 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위, 바람직하게는 50<R<75, 50<G<70, 50<B<65에 있는 것이다.As for the degree of blackness of the anodized film of the magnesium or aluminum metal member, the surfaces R, G, and B of the anodized film are, for example, using a color difference meter (model number NF 555, manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.). As measured, it is in the range of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118, preferably 50<R<75, 50<G<70, 50<B<65.

이러한 R, G, B의 범위를 갖는 흑색 피막을 구비함으로써, 예를 들어 광을 반사하기 어려워져, 광학적인 용도에 유효하게 이용하는 것이 가능해진다.By providing a black film having such a range of R, G, and B, it becomes difficult to reflect light, for example, and it becomes possible to effectively use it for optical applications.

바람직하게는, 양극 산화 피막의 바나듐 및/또는 철은, 양극 산화 피막 표면의 원자 성분을 EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하여, 예를 들어 양극 산화 피막의 바나듐 및/또는 철의 함유량의 합계는 질량%로 1 내지 70%, 더욱 바람직하게는 15 내지 40%로 함으로써, 양극 산화 피막이 흑색을 나타내게 된다.Preferably, the vanadium and/or iron of the anodized film is measured by an atomic component on the surface of the anodized film by EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM-5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). , For example, the sum of the content of vanadium and/or iron in the anodized film is 1 to 70% by mass, more preferably 15 to 40%, and the anodized film becomes black.

또한, 바나듐 및/또는 철을 함유하는 양극 산화 피막 중에는, 추가로, 수산화마그네슘 및 산화마그네슘, 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄이 포함된다. 더욱 바람직하게는 인 등도 포함된다.Moreover, among the anodized films containing vanadium and/or iron, magnesium hydroxide and magnesium oxide, or aluminum hydroxide and aluminum oxide are further included. More preferably phosphorus and the like are also included.

양극 산화 피막에 인을 포함함으로써, 양극 산화 피막의 내식성이 더욱 향상되어 바람직하고, 양극 산화 피막 중의 인의 함유량은, 질량%로 10 내지 30%, 바람직하게는 10 내지 20%로 하는 것이 상기 내식성을 향상시키는 점에서 바람직하다.Corrosion resistance of the anodized film is further improved by including phosphorus in the anodized film, and the content of phosphorus in the anodized film is 10 to 30% by mass, preferably 10 to 20%. It is preferable in terms of improvement.

또한, 본 발명의 양극 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 상기 양극 산화 피막의 표면 형상이, 바람직하게는 요철 형상, 보다 바람직하게는 5 내지 100nm의 요철 형상인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the magnesium or aluminum metal member provided with the anodized film of the present invention has a surface shape of the anodized film, preferably an uneven shape, more preferably 5 to 100 nm.

표면의 요철이 상기 범위에 있음으로써, 치밀한 피막이며 또한 보다 내식성이 양호해진다.When the unevenness of the surface is in the above-mentioned range, it is a dense film and corrosion resistance becomes better.

또한, 상기 범위의 크기 요철 형상을 가짐으로써, 후막이 되어도, 피막에 균열을 발생하지 않고, 보다 견고한 피막 성능을 유지할 수 있다.Moreover, by having the size uneven|corrugated shape of the said range, even if it becomes a thick film, a crack does not generate|occur|produce in a film, and a more robust film performance can be maintained.

또한, 본 발명의 흑색의 양극 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 해당 양극 산화 피막 표면의 비커스 경도가 300 내지 600의 범위에 있고, 내마모성이 우수한 것이며, 또한 내부식성도 우수한 것이다.In addition, the magnesium or aluminum metal member provided with the black anodized film of the present invention has a Vickers hardness of 300 to 600 on the surface of the anodized film, excellent abrasion resistance, and excellent corrosion resistance.

이어서, 상기 본 발명의 흑색의 양극 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법에 대하여, 구체예를 들어 설명한다.Next, a method of manufacturing the magnesium or aluminum metal member provided with the black anodized film of the present invention will be described with reference to specific examples.

본 발명의 흑색의 양극 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법은,A method of manufacturing a magnesium or aluminum metal member comprising the black anodized film of the present invention,

마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재를 양극으로 하고, 철 및/또는 바나듐을 포함하는 20 내지 70℃의 알칼리 용액 또는 중성 용액을 사용하여, 5A/dm2 내지 60A/dm2의 전류 밀도로 전해하여, 해당 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 막 두께가 1 내지 100㎛인, 수산화마그네슘 및 산화마그네슘(마그네슘 금속 기재 상의 양극 산화 피막 중) 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄(알루미늄 금속 기재 상의 양극 산화 피막 중) 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되는 양극 산화 피막을 형성하는 양극 산화 공정,Magnesium or aluminum metal substrate as an anode, and electrolytic at a current density of 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 using an alkali or neutral solution of 20 to 70° C. containing iron and/or vanadium, and the corresponding magnesium Or in addition to magnesium hydroxide and magnesium oxide (in the anodized film on the magnesium metal substrate) or aluminum hydroxide and aluminum oxide (in the anodized film on the aluminum metal substrate), vanadium and / Or anodizing process to form anodized film containing iron,

해당 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재를, 5℃ 이상 60℃ 미만의 온도의 물로 세정하는 수세 공정A water washing step of washing the magnesium or aluminum metal member on which the anodized film is formed with water having a temperature of 5°C or higher and less than 60°C.

을 구비하는 것이다.It is to be provided.

당해 본 발명의 제조 방법에 의해, 딱딱한 경도를 갖는 흑색의 산화 피막이 얻어지기 때문에, 흑색의 부품으로 하기 위해서, 종래과 같이, 별도로 흑색의 도장 공정을 마련할 필요가 없어진다.Since the black oxide film having hard hardness is obtained by the production method of the present invention, it is not necessary to separately provide a black coating step in order to obtain a black component.

추가로, 또한 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 형상이 복잡한 형상이어도, 크랙 등이 발생하지 않고, 균질한 막 두께를 마련하는 것이 가능하다.Further, even if the shape of the magnesium or aluminum metal member is a complicated shape, cracks or the like do not occur and it is possible to provide a homogeneous film thickness.

본 발명의 제조 방법에 사용하는 상기 마그네슘 금속 기재나 알루미늄 금속 기재는, 공기에 접함으로써 그의 표면에 산화 피막이 형성되어 있어도, 유기물 등의 이물이 부착되어 있는 경우에도, 특별히 세정하거나 하는 공정을 마련하지 않고, 본 발명의 제조 방법에 적용하는 것이 가능하다.The magnesium metal base material or the aluminum metal base material used in the production method of the present invention does not provide a process for specifically cleaning even when foreign substances such as organic substances are attached even if an oxide film is formed on its surface by contact with air. Instead, it can be applied to the production method of the present invention.

부언하면, 제거 공정이나, 또한 필요에 따라서 탈지, 수세 등의, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재의 표면을 세정하는 공정이나, 공지된 표면 활성화 공정을 마련해도 된다. 탈지는, 예를 들어 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재를 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액에 침지하는 방법 등에 의해 실시할 수 있다.Incidentally, a removal step, a step of cleaning the surface of the magnesium or aluminum metal substrate, such as degreasing and washing, or a known surface activation step may be provided as necessary. Degreasing can be carried out, for example, by dipping a magnesium or aluminum metal substrate in an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide.

상기 양극 산화 공정에 있어서는, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재를 양극으로 하고, 불용성 전극을 음극으로 하여, 바나듐 및/또는 철을 용액 중에 포함하는 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에서 전해하는, 공지된 양극 산화 방법을 적용할 수 있다. 전해 방법으로서는, 예를 들어 사이클릭법, 정전류법, 정전위법, 펄스 정전위법 및 펄스 정전류법 등의 전해법에 의해, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 표면을 양극 산화하여, 바나듐 및/또는 철을 포함하는 양극 산화 피막을 형성시키는 방법이 있다.In the anodic oxidation step, a known anodizing method is applied, in which a magnesium or aluminum metal substrate is used as an anode, an insoluble electrode is used as a cathode, and electrolysis is performed in an alkaline solution or a neutral solution containing vanadium and/or iron in the solution. can do. As the electrolytic method, for example, the surface of the magnesium or aluminum metal substrate is anodized by an electrolytic method such as a cyclic method, a constant current method, an electrostatic potential method, a pulse electrostatic method, and a pulse constant current method to include vanadium and/or iron. There is a method of forming an anodized film.

당해 음극으로서는, 알칼리 용액과 반응하거나, 도전성이 현저하게 낮은 것이 아닌 한, 임의의 것을 사용할 수 있지만, 통상적으로 백금 또는 스테인리스, 카본 등의 불용성 도전체판을 사용할 수 있다.As the negative electrode, any material can be used as long as it does not react with an alkali solution or has a remarkably low conductivity. In general, an insoluble conductor plate such as platinum or stainless steel or carbon can be used.

또한, 당해 알칼리 용액 또는 중성 용액은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모늄 용액을 예시할 수 있으며, 이들을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 알칼리 용액 중에서도, 수산화칼륨이 피막 외관의 점에서 바람직하다.In addition, the alkali solution or the neutral solution is not particularly limited, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonium solutions can be exemplified, and one or two or more of them can be used in combination. Among these alkali solutions, potassium hydroxide is preferred from the viewpoint of the film appearance.

추가로, 해당 알칼리 용액 또는 중성 용액은 온도 20 내지 70℃, 바람직하게는 30 내지 60℃로 하여 사용하고, 당해 온도에서 양극 산화 공정을 실시함으로써, 극미세공을 갖는 치밀한 양극 산화 피막을 형성할 수 있다.In addition, the alkali solution or the neutral solution is used at a temperature of 20 to 70°C, preferably 30 to 60°C, and by performing an anodizing process at the temperature, a dense anodized film having ultra-fine pores can be formed. have.

온도가 20℃ 미만이면, 형성되는 양극 산화 피막의 요철이 100nm를 초과하기 때문에, 피막의 내식성이 나쁘고, 또한 온도가 70℃를 초과해버리면, 양극 산화 피막의 용해가 심해지기 때문에, 양극 산화 피막의 일정한 두께를 확보할 수 없어 바람직하지 않다.When the temperature is less than 20°C, the unevenness of the formed anodized film exceeds 100 nm, so that the corrosion resistance of the film is poor, and when the temperature exceeds 70°C, the anodized film becomes severely dissolved. It is not desirable because it cannot secure a certain thickness.

알칼리 용액 또는 중성 용액 중에는, 양극 산화 피막 중에 함유되기 위한 바나듐 및/또는 철이 배합된다. 그의 배합량은, 바나듐을 0.03 내지 0.2몰/L, 철을 0.0002 내지 0.005몰/L로 함으로써, 상기 본 발명의 양극 산화 피막을 얻는 것이 가능해진다.In the alkali solution or the neutral solution, vanadium and/or iron to be contained in the anodized film is blended. The anodized film of the present invention can be obtained by setting the blending amount of 0.03 to 0.2 mol/L of vanadium and 0.0002 to 0.005 mol/L of iron.

알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 포함되는 바나듐은, 전해질염으로서 용제에 용해되고, 통전성을 발휘하며 또한 안정성을 갖는다면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 5산화바나듐, 메타바나듐산암모늄, 옥시3염화바나듐, 메타바나듐산나트륨, 바나듐산칼륨, 바나듐산나트륨, 4염화바나듐, 옥시황산바나듐, 옥시2염화바나듐, 산화바나듐, 3염화바나듐, 산화바나듐, 13산화6바나듐 등을 예시할 수 있고, 이들 전해질염을 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 배합하여 전해액으로 할 수 있다.Vanadium contained in an alkali solution or a neutral solution is not particularly limited as long as it is dissolved in a solvent as an electrolyte salt, exhibits electrical conductivity, and has stability. For example, vanadium pentoxide, ammonium metavanadate, vanadium oxychloride, Sodium metavanadate, potassium vanadate, sodium vanadate, vanadium tetrachloride, vanadium oxysulfate, vanadium oxydichloride, vanadium oxide, vanadium trichloride, vanadium oxide, 13 vanadium oxide 13, and the like can be exemplified. Can be blended into an alkaline solution or a neutral solution to form an electrolytic solution.

또한, 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 포함되는 철은, 전해질염으로서 용제에 용해되고, 통전성을 발휘하며 또한 안정성을 갖는다면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 염화철, 시트르산철암모늄, 락트산철, 황산철, 글루콘산철, 헥사시아노철산칼륨, 에틸렌디아민4아세트산1나트륨·철, 옥살산철암모늄 등을 예시할 수 있고, 이들 전해질염을 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 배합하여 전해액으로 할 수 있다.In addition, iron contained in the alkali solution or the neutral solution is not particularly limited as long as it is dissolved in a solvent as an electrolyte salt, exhibits electrical conductivity, and has stability, for example, iron chloride, ammonium iron citrate, iron lactate, iron sulfate, Examples include iron gluconate, potassium hexacyanoferrate, sodium ethylenediamine tetraacetate, iron, and iron ammonium oxalate. These electrolyte salts can be blended in an alkaline solution or a neutral solution to form an electrolytic solution.

또한, 당해 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에는, 인이 포함되는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that phosphorus is contained in the said alkali solution or neutral solution.

알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 포함되는 인은, 예를 들어 인산암모늄, 인산수소암모늄, 인산수소2암모늄, 인산2수소암모늄, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 인산2수소나트륨 등을 예시할 수 있고, 이들 전해질염을 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 배합하는 것도 가능하다. 그의 배합량은, 인을 0.002 내지 0.07몰/L로 하는 것이 바람직하다.Phosphorus contained in the alkali solution or the neutral solution may be exemplified by ammonium phosphate, ammonium hydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, sodium phosphate, sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, and the like. It is also possible to mix the electrolyte salt in an alkali solution or a neutral solution. It is preferable that the compounding amount is 0.002 to 0.07 mol/L of phosphorus.

추가로 필요에 따라서, 당해 알칼리 용액 또는 중성 용액 중에 다른 전해질을 함유시킬 수 있고, 전해질염으로서는, 용제에 용해되고, 통전성을 발휘하며 또한 안정성을 갖는다면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 NaOH, Na2CO3, Na2SO4, K2SO3, Na2SO3, K2SO3, NaNO2, KNO2, NaNO3, NaClO4, CH3COONa, Na2B2O7, NaH2PO2, (NaPO3)6, Na2MoO4, Na3SiO3, Na2HPO3 등을 적합하게 사용할 수 있다.Further, if necessary, other electrolytes can be contained in the alkali solution or the neutral solution, and the electrolyte salt is not particularly limited as long as it is dissolved in a solvent, exhibits electrical conductivity, and has stability. For example, NaOH, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 , K 2 SO 3 , Na 2 SO 3 , K 2 SO 3 , NaNO 2 , KNO 2 , NaNO 3 , NaClO 4 , CH 3 COONa, Na 2 B 2 O 7 , NaH 2 PO 2 , (NaPO 3 ) 6 , Na 2 MoO 4 , Na 3 SiO 3 , Na 2 HPO 3 and the like can be suitably used.

이들의 농도는 바람직하게는, 0.001 내지 10몰, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 5몰의 범위인 것이, 바나듐이나 철을 유효하게 이용시키는 점에서 바람직하다.These concentrations are preferably in the range of 0.001 to 10 moles, more preferably 0.01 to 5 moles, from the viewpoint of effectively using vanadium or iron.

전해액의 2 용제는 전해질을 용해시키는 것이 바람직하고, 예를 들어 물, 메탄올, 에탄올, 카르비톨, 셀로솔브, 디메틸포름아미드, 메틸피롤리돈, 아크릴니트릴, 에틸렌카르보나이트, 이소프로필알코올, 아세톤, 톨루엔, 에틸셀로솔브, 디메틸포름알데히드, 테트라히드로푸란, 메틸에틸케톤, 벤젠, 아세트산에틸에테르 등을 사용할 수 있다.It is preferable that the two solvents of the electrolyte solution dissolve the electrolyte, for example, water, methanol, ethanol, carbitol, cellosolve, dimethylformamide, methylpyrrolidone, acrylonitrile, ethylene carbonite, isopropyl alcohol, acetone , Toluene, ethyl cellosolve, dimethyl formaldehyde, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, benzene, ethyl acetate, and the like.

상기 전해액의 온도는 용제의 응고점이나 비점과 관계되므로 일의적으로 특정할 수 없지만, 예를 들어 수용액에서는 20 내지 70℃, 바람직하게는 30 내지 60℃이다. 전해액의 온도를 이러한 범위로 함으로써, 양극 산화 피막을 유효하게 형성하는 것이 가능해진다.The temperature of the electrolytic solution cannot be uniquely specified since it is related to the solidification point or boiling point of the solvent, but is, for example, 20 to 70°C in an aqueous solution, preferably 30 to 60°C. By making the temperature of the electrolyte solution into such a range, it becomes possible to effectively form an anodized film.

또한, 양극 산화 공정에 있어서는, 전해의 전류 밀도를 5A/dm2 내지 60A/dm2, 바람직하게는 5A/dm2 내지 20A/dm2로 하고, 시간을 적절히 설정하여, 막 두께 1 내지 100㎛의 양극 산화 피막을 형성시킨다.In the anodizing step, the current density of electrolysis is 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 , preferably 5 A/dm 2 to 20 A/dm 2 , and the time is appropriately set to form a film thickness of 1 to 100 μm. To form an anodized film.

전류 밀도를 5A/dm2 내지 60A/dm2로 함으로써, 막 두께 1 내지 100㎛의 극미세공을 갖는 치밀한 피막을 형성할 수 있다.By setting the current density to 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 , a dense film having ultrafine pores with a film thickness of 1 to 100 μm can be formed.

또한 한편, 전류 밀도를 5A/dm2 미만으로 하면, 막의 형성 속도가 매우 늦어 후막이 얻어지지 않으며 피막의 내식성이 나쁘고, 60A/dm2를 초과하면 막의 형성 속도가 매우 빨라 막 강도나 하지와의 밀착성이 저하되어버린다.Also the other hand, when the current density is less than 5A / dm 2, the film formation speed is very slow does not thick film is obtained inferior in corrosion resistance of the coating film, 60A / exceed dm 2 film formation rate is extremely faster with the film strength and not Adhesion falls.

여기서, 본 발명에 있어서, 전류 밀도는 전원(제품 번호 HKD-8200F; 가부시키가이샤 산샤 덴키 세이사쿠쇼제)으로 설정한 전류값을 마그네슘 금속 부재의 표면적으로 나눈 값을 나타낸다.Here, in the present invention, the current density indicates a value obtained by dividing the current value set by the power source (product number HKD-8200F; manufactured by Sansha Denki Seisakusho) by the surface area of the magnesium metal member.

예를 들어, 일례로서, 수산화칼륨 및 인산수소2암모늄 수용액에, 메타바나듐산암모늄과 시트르산철암모늄을 사용하여 바나듐과 철을 배합하여 전해액으로서 사용하는 경우, 당해 용액 중에, 수산화칼륨을 1 내지 30g/L, 인산수소2암모늄을 1 내지 30g/L, 메타바나듐산암모늄을 1 내지 20g/L, 시트르산철암모늄을 1 내지 20g/L로 용해시키고, 전류 밀도를 5A/dm2 내지 60A/dm2, 온도를 20 내지 70℃로 하여 양극 전해를 60초 내지 15분 행함으로써, 흑색의 양극 산화 피막을 형성할 수 있다.For example, as an example, when vanadium and iron are used as an electrolytic solution using ammonium metavanadate and iron ammonium citrate in an aqueous solution of potassium hydroxide and diammonium hydrogen phosphate, potassium hydroxide is 1 to 30 g in the solution. /L, 1 to 30 g/L of ammonium hydrogen phosphate, 1 to 20 g/L of ammonium metavanadate, 1 to 20 g/L of ammonium citrate, and current density of 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 , Anodic electrolytic coating can be performed for 60 seconds to 15 minutes at a temperature of 20 to 70°C to form a black anodized film.

이와 같이 하여 형성된 양극 산화 피막은, 상기 범위의 R, G, B를 갖고, 미세 구멍을 갖는 요철 형상을 갖는다.The anodized film formed in this way has R, G, and B in the above range, and has an uneven shape having fine pores.

이어서, 흑색의 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재를, 온도 5℃ 이상 60℃ 미만, 바람직하게는 10 내지 50℃에서 수세한다.Subsequently, the magnesium or aluminum metal member on which the black anodized film is formed is washed with water at a temperature of 5°C or more and less than 60°C, preferably 10 to 50°C.

이러한 수세 공정에 의해, 양극 산화 피막 상에 부착된 알칼리 용액 또는 중성 용액이 제거된다.By this water washing process, the alkali solution or the neutral solution adhered on the anodized film is removed.

해당 온도 5℃ 미만이면, 해당 양극 산화 피막에 부착된 알칼리 용액 등이 충분히 제거되지 않고, 또한 해당 온도가 60℃ 이상이면, 충분한 강도가 얻어지지 않고 저하되어버린다.When the temperature is less than 5°C, the alkali solution or the like attached to the anodized film is not sufficiently removed, and when the temperature is 60°C or more, sufficient strength is not obtained and the temperature falls.

상기 본 발명의 제조 공정을 구비함으로써, 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재의 형상이 복잡한 형상의 것이어도, 막 두께가 1 내지 100㎛의 균질한 두께를 갖는 피막을 마련할 수 있고, 당해 피막은, 양극 산화 피막의 R, G, B가 상기 R, G, B의 범위 내에 있는 흑색으로 할 수 있으며, 광을 반사하기 어려워, 특히 광학 부품에 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 경도가 높고, 내부식성도 우수한 것이다.By providing the manufacturing process of the present invention, even if the magnesium or aluminum metal substrate has a complicated shape, a film having a homogeneous thickness of 1 to 100 µm can be provided, and the film is subjected to anodization. R, G, and B of the coating can be made black in the range of R, G, and B, and it is difficult to reflect light, and particularly useful for optical components. In addition, it has high hardness and excellent corrosion resistance.

실시예Example

본 발명을 다음 실시예, 비교예 및 시험예에 의해 설명한다.The present invention is illustrated by the following examples, comparative examples and test examples.

단, 실시예 및 비교예에 있어서, 이하의 금속 시험판, 약품 등을 사용하여 실시하였다.However, in Examples and Comparative Examples, the following metal test plates, chemicals, and the like were used.

마그네슘 금속 기재: AZ91DMagnesium metal substrate: AZ91D

알루미늄 금속 기재: ADC12Aluminum metal base: ADC12

카본 판재: 도요 탄소 가부시키가이샤제Carbon plate material: manufactured by Toyo Carbon Co., Ltd.

수산화칼륨(KOH): 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제(시약)Potassium hydroxide (KOH): Wako Pure Chemical Industries Ltd. (reagent)

인산수소2암모늄((NH4)2HPO4): 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제(시약)Diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ): Wako Pure Chemical Industries Ltd. (Reagent)

메타바나듐산암모늄(NH4VO3): 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제(시약)Ammonium metavanadate (NH 4 VO 3 ): Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Reagent)

시트르산철암모늄: 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제(시약)Iron ammonium citrate: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (reagent)

텅스텐산나트륨(Na2WO4): 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제(시약)Sodium tungstate (Na 2 WO 4 ): Wako Pure Chemical Industries Ltd. (Reagent)

(실시예 1)(Example 1)

도 1의 형상을 갖는 상기 마그네슘 금속 기재를, 이하의 표 1 나타내는 성분 조성을 갖는 전해액에 침지시키고, 표 2에 나타내는 양극 산화 조건을 사용하여, 정전류 전해를 실시하여, 양극 산화를 실시하였다.The magnesium metal substrate having the shape shown in Fig. 1 was immersed in an electrolytic solution having the component composition shown in Table 1 below, and subjected to constant current electrolysis using the anodic oxidation conditions shown in Table 2 to perform anodization.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

구체적으로는, 도 1의 형상의 마그네슘 금속 기재를 특별히 전처리하지 않고, 표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 온도 약 50℃로 가열된 전해액 중에서, 상기 마그네슘 금속 기재를 양극으로 하고, 상기 카본 판재를 사용하여 음극으로 하여, 전류 밀도를 (1) 5A/dm2, (2) 10A/dm2, (3) 15A/dm2, (4) 20A/dm2의 조건에서, 양극 전해를 600초 행하고, 해당 마그네슘 금속 기재 상에 양극 산화 피막을 형성한 후, 25℃의 물로 수세하여 건조시켰다. 얻어진, 양극 산화 피막이 형성된 각 마그네슘 금속 부재를 도 1의 (1) 내지 (4)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다. 부언하면, 도면 중의 흰 개소는, 시료 번호를 붙이기 위해서, 양극 산화 후에 흰 매직으로 표면을 칠한 개소이다.Specifically, the magnesium metal substrate in the shape of FIG. 1 is not specifically pretreated, and the magnesium metal substrate is used as the anode, and the carbon plate material is used in an electrolytic solution heated to a temperature of about 50° C. with the component composition shown in Table 1. The anode was subjected to cathode electrolysis for 600 seconds under the conditions of (1) 5A/dm 2 , (2) 10A/dm 2 , (3) 15A/dm 2 , (4) 20A/dm 2 , using the cathode as the cathode. After forming the anodized film on the magnesium metal substrate, it was washed with water at 25°C and dried. The obtained magnesium metal members on which anodized films are formed are shown in Figs. 1(1) to (4). All were visually black. Incidentally, the white spot in the drawing is a spot painted with white magic after anodization in order to attach a sample number.

얻어진 양극 산화 피막의 막 두께의 평균 두께는, 각각 (1) 4㎛, (2) 8.8㎛, (3) 15.8㎛, (4) 36.8㎛(투과형 전자 현미경으로 측정)였다.The average thicknesses of the obtained anodized films were (1) 4 µm, (2) 8.8 µm, (3) 15.8 µm, and (4) 36.8 µm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

단, 본 발명에 있어서 전류 밀도는, 전원(제품 번호 HKD-8200F; 가부시키가이샤 산샤 덴키 세이사쿠쇼제)으로 설정한 전류값을 마그네슘 금속 부재의 표면적으로 나눈 값을 나타내고, 또한 막 두께는 상기한 바와 같이, FIB(집속 이온빔: Focused Ion Beam 제품 번호 FB-2100; 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)를 사용하여, 얻어진 마그네슘 금속 부재로부터 분석 시료를 제작하고, TEM(투과형 전자 현미경: Transmission Electron Microscope 제품 번호 JEM-2010FEF: 니혼 덴시 가부시키가이샤제)을 사용하여, 마그네슘 금속 부재의 표면 및 단면의 관찰을 행하고, 마그네슘 금속 부재 표면에 형성된 양극 산화 피막 상단과 마그네슘 금속 기재의 경계 간의 거리를 측정한 값을 나타낸다.However, in the present invention, the current density represents a value obtained by dividing the current value set by the power source (product number HKD-8200F; manufactured by Sansha Denki Seisakusho) by the surface area of the magnesium metal member, and the film thickness is described above. As described above, an analytical sample was prepared from the obtained magnesium metal member using FIB (Focused Ion Beam product number FB-2100; manufactured by Hitachi High-Technologies), and TEM (transmission electron microscope: Transmission Electron Microscope product) No. JEM-2010FEF: manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd. to observe the surface and cross section of the magnesium metal member, and measure the distance between the top of the anodized film formed on the surface of the magnesium metal member and the boundary between the magnesium metal substrate Indicates.

또한, 실시예 1의 (1) 내지 (4)의 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면과, 마그네슘 금속 기재(AZ91D) 표면의 원자 성분을 EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.In addition, the atomic components of the anodized film surface of the magnesium metal member (1) to (4) of Example 1 and the surface of the magnesium metal substrate (AZ91D) were subjected to EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 3 below.

Figure pct00003
Figure pct00003

상기 표 3으로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 14.0%, (2) 22.8%, (3) 21.7%, (4) 23.8%였다.From Table 3, the contents of vanadium and iron in the obtained anodized film were (1) 14.0%, (2) 22.8%, (3) 21.7%, and (4) 23.8% in total (mass%).

얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 표면의 R, G, B를 측정한 결과, 예를 들어 실시예 1의 (2)의 것은, R이 64, G가 63, B가 62였다. 다른 실시예의 것도, 측정한 수치는 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위 내였다.As a result of measuring R, G, and B of the surface of each obtained magnesium metal member, for example, in the case of (2) of Example 1, R was 64, G was 63, and B was 62. In the case of other examples, the measured values were all in the range of 18<R<154, 20<G<135, and 20<B<118.

부언하면, R, G, B의 측정은 색차계(형식 번호 NF 555, 닛본 덴쇼꾸 고교 가부시끼가이샤제)를 사용하여 측정하였다.Incidentally, the measurements of R, G, and B were measured using a color difference meter (model number NF 555, manufactured by Nippon Denshoku High School Co., Ltd.).

한편, 마그네슘 금속 기재(AZ91D) 그 자체는, R이 460, G가 427, B가 362이며, 은색을 나타내고 있었다.On the other hand, the magnesium metal substrate (AZ91D) itself had R of 460, G of 427, and B of 362, showing a silver color.

(실시예 2)(Example 2)

상기 실시예 1에 있어서, 10A/dm2로 하고, 양극 산화 전해액의 온도를 (1) 20℃, (2) 30℃, (3) 40℃, (4) 50℃, (5) 60℃의 사이로 변화시킨 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 각 마그네슘 금속 부재를 도 2의 (1) 내지 (5)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다.In Example 1, 10A/dm 2 , and the temperature of the anodized electrolyte was (1) 20°C, (2) 30°C, (3) 40°C, (4) 50°C, and (5) 60°C. It carried out similarly to Example 1 except having changed between. The obtained magnesium metal members are shown in Figs. 2(1) to (5). All were visually black.

얻어진 양극 산화 피막의 두께를, 상기 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 각 막 두께의 평균은 각각 (1) 19.5㎛, (2) 18.2㎛, (3) 17.1㎛, (4) 14.2㎛, (5) 9.5㎛(투과형 전자 현미경으로 측정)였다.The thickness of the obtained anodized film was measured in the same manner as in Example 1 above. The average of each film thickness was (1) 19.5 μm, (2) 18.2 μm, (3) 17.1 μm, (4) 14.2 μm, and (5) 9.5 μm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

또한, 실시예 2의 (1) 내지 (5)의 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면의 원자 성분을, 실시예 1과 동일하게 하여, EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.In addition, the atomic components of the surface of the anodized film of the magnesium metal member of (1) to (5) in Example 2 were the same as in Example 1, and EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 4 below.

Figure pct00004
Figure pct00004

상기 표 4로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 26.1%, (2) 24.2%, (3) 23.0%, (4) 24.8%, (5) 15.4%였다.From Table 4, the content of vanadium and iron in the obtained anodized film is (1) 26.1%, (2) 24.2%, (3) 23.0%, (4) 24.8%, and (5) in total (mass%). It was 15.4%.

또한, 얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 R, G, B를 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 결과, 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위 내였다.In addition, when R, G, and B of each obtained magnesium metal member were measured in the same manner as in Example 1, all were in the range of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118.

(실시예 3)(Example 3)

마그네슘 금속 기재(AZ91D)의 형상을 도 3의 형상의 것으로 하고, 전류 밀도를 10A/dm2로 하고, 양극 전해 시간을 (1) 3분, (2) 5분, (3) 10분, (4) 15분으로 변화시킨 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 각 마그네슘 금속 부재를 도 3의 (1) 내지 (4)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다.The shape of the magnesium metal base material AZ91D is the shape of Fig. 3, the current density is 10 A/dm 2 , and the anode electrolytic time is (1) 3 minutes, (2) 5 minutes, (3) 10 minutes, ( 4) It carried out similarly to Example 1 except having changed to 15 minutes. The obtained magnesium metal members are shown in Figs. 3(1) to (4). All were visually black.

얻어진 양극 산화 피막의 두께를, 상기 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 각 막 두께의 평균은 각각 (1) 4㎛, (2) 5㎛, (3) 8.8㎛, (4) 12㎛(투과 전자 현미경으로 측정)였다.The thickness of the obtained anodized film was measured in the same manner as in Example 1 above. The average of each film thickness was (1) 4 μm, (2) 5 μm, (3) 8.8 μm, and (4) 12 μm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

또한, 실시예 3의 (1) 내지 (4)의 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면의 원자 성분을, 실시예 1과 동일하게 하여, EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타낸다.In addition, the atomic component of the surface of the anodized film of the magnesium metal member (1) to (4) in Example 3 was the same as in Example 1, and EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy analysis: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 5 below.

Figure pct00005
Figure pct00005

상기 표 5로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 13.7%, (2) 17.1%, (3) 24.9%, (4) 27.4%였다.From Table 5, the contents of vanadium and iron in the obtained anodized film were (1) 13.7%, (2) 17.1%, (3) 24.9%, and (4) 27.4% in total (mass%).

또한, 얻어진 각 마그네슘 금속 부재의 R, G, B를 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 결과, 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위에 들어 있는 흑색의 마그네슘 금속 부재를 얻었다.In addition, as a result of measuring the obtained R, G, and B of each magnesium metal member in the same manner as in Example 1, all of them were black in the range of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118. A magnesium metal member was obtained.

(실시예 4)(Example 4)

도 6의 형상을 갖는 상기 알루미늄 금속 기재를, 상기 표 1 나타내는 성분 조성을 갖는 전해액에 침지시키고, 상기 표 2에 나타내는 양극 산화 조건을 사용하여, 정전류 전해를 실시하여, 양극 산화를 실시하였다.The aluminum metal substrate having the shape shown in Fig. 6 was immersed in an electrolytic solution having the component composition shown in Table 1, and subjected to constant current electrolysis using the anodizing conditions shown in Table 2 to perform anodization.

구체적으로는, 도 6의 형상의 알루미늄 금속 기재를, 특별히 전처리하지 않고, 표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 온도 약 50℃로 가열된 전해액 중에서, 상기 알루미늄 금속 기재를 양극으로 하고, 상기 카본 판재를 사용하여 음극으로 하고, 전류 밀도를 (1) 10A/dm2, (2) 15A/dm2, (3) 20A/dm2, (4) 25A/dm2의 조건에서, 양극 전해를 600초 행하고, 해당 알루미늄 금속 기재 상에 양극 산화 피막을 형성한 후, 25℃의 물로 수세하여 건조시켰다. 얻어진, 양극 산화 피막이 형성된 각 알루미늄 금속 부재를 도 6의 (1) 내지 (4)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다.Specifically, the aluminum metal substrate in the shape of FIG. 6 is not specifically pretreated, and the aluminum metal substrate is used as the anode, and the carbon plate material is used in the electrolytic solution heated to a temperature of about 50° C. with the component composition shown in Table 1. The anode was electrolyzed under the conditions of (1) 10A/dm 2 , (2) 15A/dm 2 , (3) 20A/dm 2 , (4) 25A/dm 2 , and the current density was 600 seconds, After forming the anodized film on the aluminum metal substrate, it was washed with water at 25°C and dried. The obtained aluminum metal members on which anodized films are formed are shown in Figs. 6(1) to (4). All were visually black.

얻어진 양극 산화 피막의 막 두께의 평균 두께는, 각각 (1) 6.7㎛, (2) 15.6㎛, (3) 23.9㎛, (4) 31.5㎛(투과 전자 현미경으로 측정)였다.The average thicknesses of the obtained anodized films were (1) 6.7 µm, (2) 15.6 µm, (3) 23.9 µm, and (4) 31.5 µm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

단, 본 발명에 있어서 전류 밀도는, 전원(제품 번호 HKD-8200F; 가부시키가이샤 산샤 덴키 세이사쿠쇼제)으로 설정한 전류값을 알루미늄 금속 부재의 표면적으로 나눈 값을 나타내고, 또한 막 두께는 상기한 바와 같이, FIB(집속 이온빔: Focused Ion Beam 제품 번호 FB-2100; 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)를 사용하여, 얻어진 마그네슘 금속 부재로부터 분석 시료를 제작하고, TEM(투과형 전자 현미경: Transmission Electron Microscope 제품 번호 JEM-2010FEF: 니혼 덴시 가부시키가이샤제)을 사용하여, 알루미늄 금속 부재의 표면 및 단면의 관찰을 행하고, 마그네슘 금속 부재 표면에 형성된 양극 산화 피막 상단과 알루미늄 금속 기재의 경계 간의 거리를 측정한 값을 나타낸다.However, in the present invention, the current density represents the value obtained by dividing the current value set by the power source (product number HKD-8200F; manufactured by Sansha Denki Seisakusho) by the surface area of the aluminum metal member, and the film thickness is described above. As described above, an analytical sample was prepared from the obtained magnesium metal member using FIB (Focused Ion Beam product number FB-2100; manufactured by Hitachi High-Technologies), and TEM (transmission electron microscope: Transmission Electron Microscope product) No. JEM-2010FEF: manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd. to observe the surface and cross section of the aluminum metal member, and measure the distance between the top of the anodized film formed on the surface of the magnesium metal member and the boundary between the aluminum metal substrate Indicates.

또한, 실시예 4의 (1) 내지 (4)의 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막 표면과, 알루미늄 금속 기재(ADC12) 표면의 원자 성분을 EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다.Further, EDS analysis of the atomic components of the anodized surface of the aluminum metal member (1) to (4) of Example 4 and the surface of the aluminum metal substrate (ADC12) (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 6 below.

Figure pct00006
Figure pct00006

상기 표 6으로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 26.3%, (2) 31.0%, (3) 33.5%, (4) 33.1%였다.From Table 6, the contents of vanadium and iron in the obtained anodized film were (1) 26.3%, (2) 31.0%, (3) 33.5%, and (4) 33.1% in total (mass%).

얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 표면의 R, G, B를 측정한 결과, 예를 들어 실시예 4의 (2)의 것은, R이 67, G가 66, B가 67이었다. 다른 실시예의 것도, 측정한 수치는 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위 내였다.As a result of measuring R, G, and B of the surface of each obtained aluminum metal member, for example, in the case of (2) of Example 4, R was 67, G was 66, and B was 67. In the case of other examples, the measured values were all in the range of 18<R<154, 20<G<135, and 20<B<118.

부언하면, R, G, B의 측정은 색차계(형식 번호 NF 555, 닛본 덴쇼꾸 고교 가부시끼가이샤제)를 사용하여 측정하였다.Incidentally, the measurements of R, G, and B were measured using a color difference meter (model number NF 555, manufactured by Nippon Denshoku High School Co., Ltd.).

한편, 알루미늄 금속 기재(ADC12) 그 자체는, R이 161, G가 162, B가 163이며, 은색을 나타내고 있었다.On the other hand, the aluminum metal substrate (ADC12) itself had R of 161, G of 162, and B of 163, showing a silver color.

(실시예 5)(Example 5)

상기 실시예 4에 있어서, 15A/dm2로 하고, 양극 산화 전해액의 온도를 (1) 20℃, (2) 30℃, (3) 40℃, (4) 50℃, (5) 60℃의 사이로 변화시킨 것 이외에는, 상기 실시예 4와 동일하게 실시하였다. 얻어진 각 알루미늄 금속 부재를 도 7의 (1) 내지 (5)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다.In Example 4, 15A/dm 2 , and the temperature of the anodized electrolyte was (1) 20°C, (2) 30°C, (3) 40°C, (4) 50°C, and (5) 60°C. It carried out similarly to Example 4 except having changed between. The obtained aluminum metal members are shown in Figs. 7(1) to (5). All were visually black.

얻어진 양극 산화 피막의 두께를, 상기 실시예 4와 동일하게 측정하였다. 각 막 두께의 평균은 각각 (1) 31.8㎛, (2) 23.4㎛, (3) 21.7㎛, (4) 17.5㎛, (5) 24.5㎛(투과형 전자 현미경으로 측정)였다.The thickness of the obtained anodized film was measured in the same manner as in Example 4. The average of each film thickness was (1) 31.8 μm, (2) 23.4 μm, (3) 21.7 μm, (4) 17.5 μm, and (5) 24.5 μm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

부언하면, 도면 중의 흰 개소는, 시료 번호를 붙이기 위해서, 양극 산화 후에 흰 매직으로 표면을 칠한 개소이다.Incidentally, the white spot in the drawing is a spot painted with white magic after anodization in order to attach a sample number.

또한, 실시예 5의 (1) 내지 (5)의 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면의 원자 성분을, 실시예 4와 동일하게 하여, EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 7에 나타낸다.Further, the atomic components of the surface of the anodized film of the magnesium metal member (1) to (5) in Example 5 were the same as in Example 4, and EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 7 below.

Figure pct00007
Figure pct00007

상기 표 7로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 31.3%, (2) 31.5%, (3) 29.9%, (4) 31.9%, (5) 25.1%였다.From Table 7, the content of vanadium and iron in the obtained anodized film is (1) 31.3%, (2) 31.5%, (3) 29.9%, (4) 31.9%, (5) in total (mass%). It was 25.1%.

또한, 얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 R, G, B를 실시예 4와 동일하게 하여 측정한 결과, 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위 내였다.In addition, when R, G, and B of each obtained aluminum metal member were measured in the same manner as in Example 4, all were in the range of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118.

(실시예 6)(Example 6)

알루미늄 기재(ADC12)의 형상을 도 8의 형상의 것으로 하고, 전류 밀도를 15A/dm2로 하고, 양극 전해 시간을 (1) 3분, (2) 5분, (3) 10분, (4) 15분으로 변화시킨 것 이외에는, 상기 실시예 4와 동일하게 실시하였다. 얻어진 각 알루미늄 금속 부재를 도 8의 (1) 내지 (4)에 나타낸다. 모두 시각적으로는 흑색을 나타내고 있었다.The shape of the aluminum substrate (ADC12) is the shape of FIG. 8, the current density is 15A/dm 2 , and the anode electrolytic times are (1) 3 minutes, (2) 5 minutes, (3) 10 minutes, and (4). ) It was carried out in the same manner as in Example 4, except that it was changed to 15 minutes. The obtained aluminum metal members are shown in Figs. 8(1) to (4). All were visually black.

얻어진 양극 산화 피막의 두께를, 상기 실시예 4와 동일하게 측정하였다. 각 막 두께의 평균은 각각 (1) 5.4㎛, (2) 11.8㎛, (3) 16.2㎛, (4) 26.4㎛(투과형 전자 현미경으로 측정)였다.The thickness of the obtained anodized film was measured in the same manner as in Example 4. The average of each film thickness was (1) 5.4 μm, (2) 11.8 μm, (3) 16.2 μm, and (4) 26.4 μm (measured by a transmission electron microscope), respectively.

또한, 실시예 6의 (1) 내지 (4)의 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막 표면의 원자 성분을, 실시예 4와 동일하게 하여, EDS 분석(에너지 분산형 X선 분광 분석: 형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 8에 나타낸다.In addition, the atomic component of the surface of the anodized film of the aluminum metal member of (1) to (4) in Example 6 was the same as in Example 4, and EDS analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy: model number JSM- 5600, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). The results are shown in Table 8 below.

Figure pct00008
Figure pct00008

상기 표 8로부터, 얻어진 양극 산화 피막 중의 바나듐 및 철의 함유량은, 합계(질량%)로 (1) 19.2%, (2) 29.6%, (3) 31.9%, (4) 33.9%였다.From Table 8, the contents of vanadium and iron in the obtained anodized film were (1) 19.2%, (2) 29.6%, (3) 31.9%, and (4) 33.9% in total (mass%).

또한, 얻어진 각 알루미늄 금속 부재의 R, G, B를 실시예 4와 동일하게 하여 측정한 결과, 모두 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118의 범위 내였다.In addition, when R, G, and B of each obtained aluminum metal member were measured in the same manner as in Example 4, all were in the range of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118.

(시험예 1) 양극 산화 피막 표면의 상태(Test Example 1) State of the surface of the anodized film

상기 실시예 1의 (2) 10A/dm2의 마그네슘 금속 부재의 양극 산화 피막 표면을, 전자 현미경(형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)을 사용하여 (1) 500배, (2) 1000배, (3) 3000배로 하여 전자 현미경 사진을 촬영하였다. 이러한 사진도를 도 4의 (1) 내지 (3)에 나타낸다.The surface of the anodized film of the magnesium metal member of (2) 10A/dm 2 in Example 1 was subjected to (1) 500 times, (2) using an electron microscope (model number JSM-5600, manufactured by Nippon Denshi Chemical Co., Ltd.). ) 1000 times, (3) 3000 times, the electron micrograph was taken. The photographs are shown in Figs. 4 (1) to (3).

비교를 위해 상기 마그네슘 금속 기재(AZ91D) 그 자체의 표면을, (4) 500배, (5) 1000배, (6) 3000배로 촬영한 사진을 도 4의 (4) 내지 (6)에 나타낸다.For comparison, photographs taken at (4) 500 times, (5) 1000 times, and (6) 3000 times the surface of the magnesium metal substrate (AZ91D) itself are shown in FIGS. 4 (4) to (6).

도 4로부터, 실시예 1의 마그네슘 금속 부재의 표면에는 거친 요철이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 본 발명의 마그네슘 금속 부재는, 그의 표면 조도가 커지기 때문에, 광흡수성이 높아지고, 흑색을 나타내는 것이 가능해진다.From FIG. 4, it can be seen that rough surface irregularities are formed on the surface of the magnesium metal member of Example 1. Since the surface roughness of the magnesium metal member of the present invention increases, it becomes possible to increase the light absorption and to exhibit black color.

상기 실시예 4의 (2) 15A/dm2의 알루미늄 금속 부재의 양극 산화 피막 표면을, 전자 현미경(형식 번호 JSM-5600, 니혼 덴시 가부시키가이샤제)을 사용하여 (1) 500배, (2) 1000배, (3) 3000배로 하여 전자 현미경 사진을 촬영하였다. 이러한 사진도를 도 9의 (1) 내지 (3)에 나타낸다.The surface of the anodized film of the aluminum metal member of (2) 15A/dm 2 in Example 4 was subjected to (1) 500 times, (2) using an electron microscope (model number JSM-5600, manufactured by Nippon Denshi Chemical Co., Ltd.). ) 1000 times, (3) 3000 times, the electron micrograph was taken. The photographs are shown in Figs. 9(1) to (3).

비교를 위해 상기 알루미늄 금속 기재(ADC12) 그 자체의 표면을, (4) 500배, (5) 1000배, (6) 3000배로 촬영한 사진을 도 9의 (4) 내지 (6)에 나타낸다.For comparison, photographs taken at (4) 500 times, (5) 1000 times, and (6) 3000 times the surface of the aluminum metal substrate (ADC12) itself are shown in FIGS. 9 (4) to (6).

도 9로부터, 실시예 4의 알루미늄 금속 부재의 표면에는 거친 요철이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 본 발명의 알루미늄 금속 부재는, 그의 표면 조도가 커지기 때문에, 광흡수성이 높아지고, 흑색을 나타내는 것이 가능해진다.It can be seen from FIG. 9 that rough roughness is formed on the surface of the aluminum metal member of Example 4. Since the surface roughness of the aluminum metal member of the present invention increases, it becomes possible to increase light absorption and to exhibit black color.

(시험예 2) 경도(Test Example 2) Hardness

상기 실시예 2의 (1) 내지 (5)의 마그네슘 금속 부재 및 마그네슘 금속 기재(AZ91D)의 비커스 경도를, 이하와 같이 하여 측정하였다.The Vickers hardness of the magnesium metal member (1) to (5) of Example 2 and the magnesium metal substrate (AZ91D) were measured as follows.

구체적으로는, 초미소 압입 경도 시험기(Model: ENT-1100b, Elionix사제)을 사용하여, 경도를 측정하였다.Specifically, the hardness was measured using an ultra-fine indentation hardness tester (Model: ENT-1100b, manufactured by Elionix).

그 결과를 표 9에 나타낸다.Table 9 shows the results.

Figure pct00009
Figure pct00009

상기 실시예 4의 (1) 내지 (4)의 알루미늄 금속 부재 및 알루미늄 금속 기재(ADC12)의 비커스 경도를, 이하와 같이 하여 측정하였다.The Vickers hardness of the aluminum metal member (1) to (4) of Example 4 and the aluminum metal substrate (ADC12) were measured as follows.

구체적으로는, 초미소 압입 경도 시험기(Model: ENT-1100b, Elionix사제)를 사용하여, 경도를 측정하였다.Specifically, the hardness was measured using an ultra-fine indentation hardness tester (Model: ENT-1100b, manufactured by Elionix).

그 결과를 표 10에 나타낸다.Table 10 shows the results.

Figure pct00010
Figure pct00010

상기 표 9 및 10으로부터, 본 발명의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 양극 산화의 경도는, 딱딱한 것임을 알 수 있다.From Tables 9 and 10, it can be seen that the hardness of the anodization of the magnesium or aluminum metal member of the present invention is hard.

(시험예 3) 내식성(Test Example 3) Corrosion resistance

도 5의 형상을 갖는 마그네슘 금속 기재를 사용하여 상기 실시예 1의 (2)와 동일하게 하여, 양극 산화 피막을 갖는 마그네슘 금속 부재를 얻었다.A magnesium metal member having an anodized film was obtained in the same manner as in Example 2 (2) using the magnesium metal substrate having the shape shown in FIG. 5.

이어서, 이러한 마그네슘 금속 부재를, 염수 분무 시험(JIS Z2371)에 부과하여, 다음 (1) 내지 (8)의 시간 동안, 계속해서 염수를 분무한 후의 상태를 검증하였다. 구체적으로는 (1) 24시간 후, (2) 48시간 후, (3) 72시간 후, (4) 96시간 후, (5) 12시간 후, (6) 144시간 후, (7) 168시간 후, (8) 192시간 후의 상태를 도 5의 (1) 내지 (8)에 나타낸다.Subsequently, this magnesium metal member was imposed on the salt spray test (JIS Z2371) to verify the condition after spraying the salt water continuously for the following (1) to (8) times. Specifically, (1) 24 hours later, (2) 48 hours later, (3) 72 hours later, (4) 96 hours later, (5) 12 hours later, (6) 144 hours later, (7) 168 hours later. Then, (8) the state after 192 hours is shown in Figs. 5(1) to (8).

도 5의 (1) 내지 (8)로부터, 얻어진 양극 산화 피막은, 내부식성이 우수한 것을 알 수 있다.It can be seen from FIGS. 5(1) to (8) that the obtained anodized films are excellent in corrosion resistance.

도 10의 형상을 갖는 알루미늄 금속 기재를 사용하여 상기 실시예 4의 (2)와 동일하게 하여, 양극 산화 피막을 갖는 알루미늄 금속 부재를 얻었다.An aluminum metal member having an anodized film was obtained in the same manner as in Example 4 (2) using an aluminum metal substrate having the shape of FIG. 10.

이어서, 이러한 알루미늄 금속 부재를, 염수 분무 시험(JIS Z2371)에 부과하여, 다음 (1) 내지 (8)의 시간 동안, 계속해서 염수를 분무한 후의 상태를 검증하였다. 구체적으로는 (1) 24시간 후, (2) 48시간 후, (3) 72시간 후, (4) 96시간 후, (5) 12시간 후, (6) 144시간 후, (7) 168시간 후, (8) 192시간 후의 상태를 도 10의 (1) 내지 (8)에 나타낸다.Subsequently, this aluminum metal member was subjected to a salt spray test (JIS Z2371) to verify the state after spraying the salt water continuously for the following (1) to (8) times. Specifically, (1) 24 hours later, (2) 48 hours later, (3) 72 hours later, (4) 96 hours later, (5) 12 hours later, (6) 144 hours later, (7) 168 hours later. Then, the state after (8) 192 hours is shown in Figs. 10(1) to (8).

도 10의 (1) 내지 (8)로부터, 얻어진 양극 산화 피막은, 내부식성이 우수한 것을 알 수 있다.It can be seen from FIGS. 10(1) to (8) that the obtained anodized film has excellent corrosion resistance.

본 발명의 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재는, 양극 산화 피막이 흑색이며 광흡수성이 높아지기 때문에, 광학 용도에 유효하게 이용할 수 있으며, 특히 개인용 컴퓨터체 등의 외관 부품에 적합하게 이용하는 것이 가능하고, 경도도 양호하며, 내약품성이 우수하기 때문에, 각종 기계·전기·전자 부품에 적용할 수 있다.The magnesium or aluminum metal member of the present invention can be effectively used for optical applications because the anodized film is black and has high light absorption. In particular, it can be suitably used for exterior parts such as personal computer bodies, and has good hardness. , Because it has excellent chemical resistance, it can be applied to various mechanical, electrical, and electronic parts.

Claims (6)

마그네슘 또는 알루미늄 금속으로 이루어지는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재로서, 해당 양극 산화 피막에는, 각각 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되고, 당해 양극 산화 피막은, R.G.B가 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118인 흑색을 갖는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재.A magnesium or aluminum metal member having an anodized film formed on a magnesium or aluminum metal base made of magnesium or aluminum metal, and the anodized film includes, in addition to magnesium hydroxide and magnesium oxide or aluminum hydroxide and aluminum oxide, vanadium and/or iron, respectively. It is a magnesium or aluminum metal member provided with a black oxide film, characterized in that the anodized film has a black color of 18<R<154, 20<G<135, 20<B<118. 제1항에 있어서, 상기 양극 산화 피막에는, 추가로 인이 포함되는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재.The magnesium or aluminum metal member according to claim 1, wherein the anodized film further contains phosphorus. 제1항 또는 제2항에 있어서, 당해 양극 산화 피막의 막 두께는 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재.The magnesium or aluminum metal member having a black oxide film according to claim 1 or 2, wherein the film thickness of the anodized film is 1 to 100 μm. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 양극 산화 피막의 바나듐 및/또는 철의 합계량(질량%)은, 1 내지 70%인 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재.The magnesium or aluminum having a black oxide film according to any one of claims 1 to 3, wherein the total amount (% by mass) of vanadium and/or iron in the anodized film is 1 to 70%. Metal member. 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재를 양극으로 하고, 철 및/또는 바나듐을 포함하는 20 내지 70℃의 알칼리 용액 또는 중성 용액을 사용하여, 5A/dm2 내지 60A/dm2의 전류 밀도로 전해하여, 해당 마그네슘 또는 알루미늄 금속 기재 상에 각각 막 두께가 1 내지 100㎛인, 수산화마그네슘 및 산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 및 산화알루미늄 외에, 바나듐 및/또는 철이 포함되는 양극 산화 피막을 형성하는 양극 산화 공정,
해당 양극 산화 피막이 형성된 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재를, 5℃ 이상 60℃ 미만의 온도의 물로 세정하는 수세 공정
을 구비하는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법.
Magnesium or aluminum metal substrate as an anode, and electrolytic at a current density of 5 A/dm 2 to 60 A/dm 2 using an alkali or neutral solution of 20 to 70° C. containing iron and/or vanadium, and the corresponding magnesium Alternatively, an anodizing step of forming an anodized film containing vanadium and/or iron, in addition to magnesium hydroxide and magnesium oxide or aluminum hydroxide and aluminum oxide, each having a film thickness of 1 to 100 μm on an aluminum metal substrate,
A water washing step of washing the magnesium or aluminum metal member on which the anodized film is formed with water having a temperature of 5°C or higher and less than 60°C.
A method of manufacturing a magnesium or aluminum metal member comprising a black oxide film, characterized in that it is provided.
제5항에 있어서, 알칼리 용액 또는 중성 용액은, 추가로 인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재의 제조 방법.The method for producing a magnesium or aluminum metal member with a black oxide film according to claim 5, wherein the alkali solution or the neutral solution further comprises phosphorus.
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